UbiD domain dynamics underpins aromatic decarboxylation.
UbiD domain dynamics underpins aromatic decarboxylation.
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UbiD结构域动力学支持芳香脱羧。
DOI：
10.1038/s41467-021-25278-z
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发表时间：
2021-08-20
影响因子：
16.6
通讯作者：
Leys D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Marshall SA;Payne KAP;Fisher K;Titchiner GR;Levy C;Hay S;Leys D
广泛使用的 UbiD 酶家族利用 prFMN 辅因子来实现丙烯酸和（杂）芳香族化合物的可逆脱羧。与丙烯酸化合物的反应基于底物和 prFMN 之间的可逆 1,3-偶极环加成反应，发生在活性位点的范围内。相反，在芳香酸脱羧过程中，与共价催化相关的底物芳香部分的大量重排提出了分子动力学挑战。在这里，我们确定了多亚基香草酸脱羧酶 VdcCD 的晶体结构。我们证明了小 VdcD 亚基可作为类 UbiD VdcC 的变构激活剂。不同 VdcCD 结构的比较揭示了 prFMN 结合结构域的结构域运动直接影响活性位点结构。底物和 prFMN 加合物的对接揭示了与域运动耦合的活性位点重组支持底物芳香部分的重排。结合动力溶剂粘度效应，这确立了 UbiD 动力学提供的 prFMN 芳香族（脱）羧化共价催化作用。了解酶的结构和动力学对于许多应用都很重要。在这里，作者报告了香草酸脱羧酶的晶体结构，并展示了 UbiD 超家族酶的动力学如何与芳香族（脱）羧化的共价催化相关。
The widespread UbiD enzyme family utilises the prFMN cofactor to achieve reversible decarboxylation of acrylic and (hetero)aromatic compounds. The reaction with acrylic compounds based on reversible 1,3-dipolar cycloaddition between substrate and prFMN occurs within the confines of the active site. In contrast, during aromatic acid decarboxylation, substantial rearrangement of the substrate aromatic moiety associated with covalent catalysis presents a molecular dynamic challenge. Here we determine the crystal structures of the multi-subunit vanillic acid decarboxylase VdcCD. We demonstrate that the small VdcD subunit acts as an allosteric activator of the UbiD-like VdcC. Comparison of distinct VdcCD structures reveals domain motion of the prFMN-binding domain directly affects active site architecture. Docking of substrate and prFMN-adduct species reveals active site reorganisation coupled to domain motion supports rearrangement of the substrate aromatic moiety. Together with kinetic solvent viscosity effects, this establishes prFMN covalent catalysis of aromatic (de)carboxylation is afforded by UbiD dynamics. Understanding the structure and dynamics of enzymes is important for a number of applications. Here, the authors report on the crystal structure of vanillic acid decarboxylase, and show how the dynamics of the UbiD superfamily enzymes relate to the covalent catalysis of aromatic (de)carboxylation.
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影响因子：
3.7
作者：
DeLuca S;Khar K;Meiler J
通讯作者：
Meiler J
影响因子：
4.8
作者：
Marshall, Stephen A.;Fisher, Karl;Leys, David
通讯作者：
Leys, David
DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K
影响因子：
2.8
作者：
Bergmann, Franz D.;Selesi, Drazenka;Meckenstock, Rainer U.
通讯作者：
Meckenstock, Rainer U.
影响因子：
2.8
作者：
Chow, KT;Pope, MK;Davies, J
通讯作者：
Davies, J